航空发动机压气机性能衰退影响因子定量分析

定量分析压气机性能衰退将能确保航空发动机安全运转与及时换发。针对压气机长期运行引起的叶片积垢及叶尖间隙增大等典型衰退机理,引入衰退因子,从压气机原理角度构建不同转速下叶片积垢和叶尖间隙增大的压气机性能衰退定量分析模型。结果显示:随着转速的增加,两种衰退因子引起的压比和效率误差从16.3%、19.4%下降到4%、5%以内,而两种因素共同作用引起的压比和效率误差从17.6%、21.6%下降到5%、6%以内。对模型计算结果进行相关性分析与实测结果吻合,证明了本模型能较好地模拟压气机的衰退状况,对多转子涡扇发动机的研究具有一定指导意义。     

某型航空发动机压气机叶片气动负荷的近似计算

以某型航空发动机压气机四、五、六级动叶为研究对象,在缺乏叶片扭向设计参数的情况下,根据发动机在地面标准大气条件、设计转速下计算所得的气流参数——压力、温度和速度,应用压气机增压过程中的能量转换关系及级压缩功的表达式,并考虑到动叶受力远大于静叶受力、动叶故障率远大于静叶故障率的事实,近似计算了发动机设计转速下四、五、六级动叶的气动负荷随叶高的变化,从而找到了一种叶片气动负荷的近似计算方法,并为叶片强度校核及振动分析打下了基础。     

含初始弯曲裂纹转子振动特性

基于简单铰链裂纹模型,建立了含初始弯曲裂纹转子的动力学模型,得到了裂纹转子振动响应的仿真解;讨论了含初始弯曲裂纹转子的亚谐波共振特性及其与无初始弯曲裂纹转子频率成分的差异;数值仿真研究了刚度变化、初始弯曲、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子轴心轨迹的影响,从而为裂纹转子的故障诊断提供了依据．     

微型燃气轮机叶轮内流动的研究

对Honeywell Parralon 75型微型燃气轮机的压气机与向心透平叶轮内的流动进行了数值研究,该机为单轴单级,压比为4／1,流量为0．68kg／s．计算方法基于Jameson格式,湍流模型选择Baldwin-Lomax模型．计算结果为分析叶轮流道内二次流的形成与发展提供了详细的流动结构．压气机叶轮采用分流叶片,可以延缓横向二次流的发展,降低叶片吸力面扩压程度,减小叶轮出口尾迹的强度与范围,对提高叶轮效率起到决定性的作用．透平叶轮流道内部的损失区主要集中在吸力面一侧,叶顶间隙的泄漏流动使得吸力面与叶顶间的角隅区的损失有明显加大,控制叶轮的径向间隙对控制流动损失有明显作用．     

裂纹转子的振动特性与裂纹参数识别

基于Euler-Bernoulli理论和局部柔度理论,给出了停机状态单一开裂纹转子的连续模型．数值仿真研究了裂纹深度和裂纹位置对转子固有频率以及振型的影响,并提出了利用固有频率和振型识别裂纹参数的方法,仿真算例验证了该方法的有效性和可行性．     

复合式离心泵叶轮短叶片偏置设计分析

建立了一个衡量离心泵叶轮短叶片偏置设计的准则:短叶片的布置位置应使叶轮流道内可能出现的回流区域为最小的原则.依此原则,文中以滑移理论为工具,实例分析计算了短叶片在不同偏置位置时叶轮内部的回流情况,进而得到了离心泵叶轮短叶片应偏置的最佳位置.该例的计算结果和从中所得结论与实测数据和结果完全吻合.     

旋转叶轮三维应力分布及其改善措施

利用三维有限元素法对一个实际叶轮进行计算和分析比较,并提出了保证叶轮运行安全可靠的改进措施．研究的目的在于通过提高叶轮机械的转速来扩大其运用范围,以满足工程改造或减少设备投资的要求．转速增加引起的应力过大的情况可通过叶轮结构的变化来改善．     

裂纹转子过亚临界转速瞬态响应特性

基于建立的裂纹转子瞬态响应动力学模型,得到了有无裂纹转子的数值仿真解。分析了裂纹转子的亚谐波共振特性;研究了刚度变化、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子瞬态响应的影响．将小波分析方法引入到裂纹转子时频特性研究中,得到了有无裂纹转子的小波时频特性,并讨论了它们的差别．     

Local heat transfer measurements on a rotating flat blade model with a single film hole

An experimental study was performed to measure the heat transfer coefficient distributions on a flat blade model under rotating oper-ating conditions.A steady-state thermochromic liquid crystal technique was employed to measure the surface temperature,and all the signals from the rotating reference frame were collected by the telemetering instrument via a wireless connection.Both air and CO2 were used as coolant. Results show that the rotational effect has a significant influence on the heat transfer coefficient distributions.The pro-files of hg/ho,which is the ratio of heat transfer coefficient with film cooling to that without film cooling,deflect towards the high-radius locations on both the pressure surface and suction surface as the rotation number(Rt)increases,and the deflective tendency is more evident on the suction surface.The variations in mainstream Reynolds number(ReD)and blowing ratio(M)present different distribu-tions of hg/ho on the pressure and suction surfaces,respectively.Furthermore,the coolant used for CO2 injection is prone to result in lower heat transfer coefficients.     

基于圆柱面的高负荷叶型设计方法研究

与平面相比,圆柱面能更好地近似涡轮通道内流体流动的路径.因在圆柱面上定义、修改叶型的需要,发展了一种新的三维叶型设计方法.同时探讨了不同于传统二维平面叶栅流场计算方法的三维曲面叶栅流场计算方法.设计与数值模拟结果表明,该方法能快速、高效、可靠地设计出理想的叶型.